DE10221410B4 - Schmiereinheit mit Druckausgleich - Google Patents
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Abstract
– einen Läufer (14), der längs einer Bewegungsbahn hin- und herbewegbar angeordnet ist, und
– wenigstens eine mit dem Läufer (14) bewegungsfest verbundene Schmiervorrichtung (28), welche wenigstens ein mit der Bewegungsbahn in Schmierkontakt stehendes Schmierelement (32) und wenigstens ein Schmiermittel-Reservoir (34) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (50) vorgesehen ist, welches das Schmiermittel-Reservoir (34) mit der Umgebung verbindet und den in dem Schmiermittel-Reservoir (34) herrschenden Druck im Wesentlichen auf einem konstanten Unterdruck-Wert hält.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Lineareinheit mit einem Läufer, der längs einer Bewegungsbahn hin- und herbewegbar angeordnet ist, und mit wenigstens einer mit dem Läufer bewegungsfest verbundenen Schmiervorrichtung, welche wenigstens ein mit der Bewegungsbahn in Schmierkontakt stehendes Schmierelement und wenigstens ein Schmiermittel-Reservoir aufweist. Und sie betrifft insbesondere eine Weiterbildung der Schmiervorrichtung der aus der
DE 100 26 238 A1 bekannten Lineareinheit. Daher wird die Offenbarung derDE 100 26 238 A1 hiermit vollinhaltlich in Bezug genommen und zum Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht. - In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei der aus der
DE 100 26 238 A1 bekannten Lineareinheit das Schmiermittel nicht mit der den hohen Qualitätsanforderungen der Anmelderin genügenden Gleichmäßigkeit abgegeben wird. Vielmehr kommt es zu unerwünschten Schwankungen der Schmiermittelabgabe. - Aus der
DE 697 03 342 T2 ist eine weitere Lineareinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, deren Schmiermittel-Reservoir mit einem Belüftungsloch versehen ist, um den Druck im Schmiermittel-Reservoir und am Schmierelement auf Atmosphäredruck zu halten. - Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lineareinheit der eingangs genannten Art anzugeben, bei welcher das Schmiermittel mit konstanterer Abgaberate abgegeben wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lineareinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis: Bei der gattungsgemäßen Schmiervorrichtung entsteht durch die Saugwirkung des Schmierelements, das das Schmiermittel auf die zu schmierenden Flächen überträgt, im Schmiermittel-Reservoir ein Unterdruck. Durch diesen Unterdruck gibt die Schmiereinheit nur im Betrieb Schmiermittel ab, während bei Stillstand der Lineareinheit kein Schmiermittel abgegeben wird. Mit laufender Schmiermittelabgabe nimmt nun der Unterdruck im Schmiermittel-Reservoir zunächst immer weiter zu, und zu einem zufälligen Zeitpunkt kommt es zu einem mehr oder weniger starken Druckausgleich mit anschließend höherer Schmiermittelabgaberate. Erfindungsgemäß wird nun dafür Sorge getragen, dass der im Schmiermittel-Reservoir herrschende Druck im Wesentlichen keinen Druckschwankungen mehr unterliegt, so dass das Schmiermittel im Betrieb der Lineareinheit mit im Wesentlichen konstanter Rate abgegeben wird.
- Um der Gefahr einer Verschmutzung der gesamten Anlage, in der die Lineareinheit eingebaut ist, durch Schmiermittel vorbeugen zu können, kann zudem vorgesehen sein, dass das Ventil den Eintritt von Luft aus der Umgebung in das Schmiermittel-Reservoir zulässt, den Austritt von Schmiermittel aus dem Schmiermittel-Reservoir hingegen verhindert. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass in dem Schmiermittel-Reservoir ein Unterdruck herrscht, kann das Ventil also mit Rückschlag-Funktion ausgebildet sein.
- In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Ventil in einem Aufnahmedurchgang einer das Schmiermittel-Reservoir begrenzenden Wandung angeordnet ist. Dabei kann das Ventil in diesem Aufnahmedurchgang in einfacher Weise mittels einer Montagebuchse gesichert sein.
- Bei einer Lineareinheit mit Spindeltrieb, bei welcher eine Gewindemutter des Läufers eine die Bewegungsbahn repräsentierende Gewindespindel umgibt und auch das Schmiermittel-Reservoir die Gewindespindel zumindest auf einem Teil ihres Umfangs umgibt und radial außerhalb des Schmierelements angeordnet ist, kann wenigstens ein Aufnahmedurchgang in einer das Schmiermittel-Reservoir nach radial innen begrenzenden Wandung vorgesehen sein. Hierdurch kann in einfacher Weise ein unbeabsichtigter Schmiermittelaustritt mit der Folge einer Verschmutzung der gesamten Lineareinheit und deren Umgebung verhindert werden. Bei einem unbeabsichtigten Austritt von Schmiermittel nach radial innen hin gelangt dieses Schmiermittel auf die Gewindespindel und wird von dieser mittels der üblicherweise vorgesehenen Vorrichtungen zum Abtragen von Schmutz oder/und überschüssigem Schmiermittel wieder entfernt. Alternativ ist es jedoch genauso möglich, dass wenigstens ein Aufnahmedurchgang ein im Wesentlichen in Richtung der Spindelachse verlaufender Durchgang ist.
- Gemäß einer ersten Ausführungsalternative kann das Ventil als Rückschlagventil ausgebildet sein, welches das Schmiermittel-Reservoir mit der Umgebung verbindet. Die Rückschlagfunktion kann dabei beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Rückschlagventil eine von elastischem Material umgrenzte Durchtrittsöffnung aufweist, die normalerweise auf Grund der Eigenelastizität des Materials verschlossen ist, sich jedoch bei Überschreiten einer vorbestimmten Druckdifferenz öffnet. Als elastisches Material kommt dabei vorzugsweise Gummi oder gummiartiges Material in Frage. Die, vorzugsweise als Schlitz ausgebildete, Durchtrittsöffnung kann beispielsweise in einem verschlossenen Ende eines im Wesentlichen rohrförmigen Abschnitts des Rückschlagventils vorgesehen sein.
- Um das Ventil in konstruktiv einfacher Weise als Rückschlagventil ausbilden zu können, kann sich der im Wesentlichen rohrfömige Abschnitt zumindest in einer zur Rohrachse im Wesentlichen orthogonal verlaufenden Erstreckungsrichtung verjüngen. Niedrige Anschaffungskosten des Ventils können beispielsweise dadurch sichergestellt werden, dass das Ventil im Wesentlichen vollständig aus elastischem Material gebildet ist. Für die Rückschlagfunktion ist es ferner vorteilhaft, wenn das Ventil in dem Aufnahmedurchgang derart angeordnet ist, dass die Durchgangsöffnung zum Schmiermittel-Reservoir hin weist.
- Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
-
1 eine grobschematische, nicht maßstabsgetreue Schnittansicht der grundlegenden Teile einer Lineareinheit; -
2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lineareinheit; -
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Lineareinheit gemäß2 ; -
4 eine schematische Draufsicht auf ein Ventilelement der Ausführungsform der2 und3 ; und -
5 eine Schnittansicht des Ventilelements gemäß4 längs der Linie V-V in4 . - In
1 ist ein erfindungsgemäßer Wälzkörperschraubtrieb als Beispiel für eine erfindungsgemäße Lineareinheit allgemein mit10 bezeichnet. Er umfasst eine Gewindespindel12 mit einer Spindelachse S und einem auf der Gewindespindel12 in Richtung der Spindelachse S hin- und herverfahrbaren Führungswagen14 , der zur Anbringung einer durch den Wälzkörpergewindetrieb10 verstellbaren (nicht dargestellten) Funktionseinheit dient. Der Führungswagen14 umfasst einen Führungswagen-Hauptteil16 und eine von dem Führungswagen-Hauptteil16 gesondert ausgebildete Gewindemuttereinheit18 , welche in einen Axialdurchgang16a des Führungswagen-Hauptteils16 relativ zu diesem unverdrehbar eingesetzt ist. - In der Außenumfangsfläche
12a der Gewindespindel12 ist wenigstens eine Spindelnut12b ausgebildet. Je nach der Anzahl der schraubenförmig ineinander verlaufenden Spindelnuten12b handelt es sich bei der Gewindespindel12 um eine ein- oder mehrgängige Gewindespindel. In der Innenumfangsfläche18a der Gewindemuttereinheit18 ist eine entsprechende Anzahl von Gegenspindelnuten18b ausgebildet, welche zusammen mit den Spindelnuten12b der Gewindespindel12 einen Gewindekanal20 bilden, der ebenso wie ein in1 gestrichelt dargestellter Rückführkanal22 Teil eines endlosen Umlaufkanals24 ist, in dem eine Vielzahl von in1 nicht dargestellten Wälzkörpern, vorzugsweise Kugeln, angeordnet ist. - In an sich bekannter Weise ist der Führungswagen
14 an einer (nicht dargestellten) Profilschiene geführt, die sich an einem Führungsgehäuse lastübertragend abstützt, so dass die Muttereinheit18 keine bzw. annähernd keine Last auf die Gewindespindel12 zu übertragen braucht und bezüglich der Spindelachse S unverdrehbar ist, welche in (ebenfalls nicht dargestellten) Endstücken des Führungsgehäuses um die Spindelachse S verdrehbar gelagert ist. Auf diese Weise kann eine Drehung der Gewindespindel12 um die Spindelachse S in eine Linearbewegung des Führungswagens14 in Richtung der Spindelachse S umgesetzt werden. - Wie man in
1 ferner erkennt, steht bei dem erfindungsgemäßen Wälzkörperschraubtrieb10 im Bereich des linken Axialendes des Führungswagen-Hauptteils16 an die Stirnfläche18c der Gewindemuttereinheit18 angrenzend noch Bauraum26 zur Verfügung, der erfindungsgemäß zur Aufnahme einer Schmiervorrichtung28 genutzt wird, deren Aufbau mit Bezug auf die nachfolgenden Figuren näher erläutert werden soll:
Gemäß2 und3 umfasst die Schmiervorrichtung28 einen Grundkörper30 , an dessen Innenumfangsfläche30a eine Schraubennut30b vorgesehen ist. In der Schraubennut30b sind schraubenförmige, beispielsweise aus Filz oder dergleichen gefertigte, Elemente32 ,33 angeordnet. Von diesen schraubenförmigen Elementen ist das Element32 ein Schmierelement, während die in Richtung der Spindelachse S vor oder/und hinter dem Schmierelement32 angeordneten Elemente33 Abstreifelemente sind. Diese Abstreifelemente33 haben die Aufgabe, das Schmierelement32 vor Schmutzpartikeln zu schützen, die unerwünschterweise in den Bereich der Schmiervorrichtung28 eintreten konnten. Ferner haben sie die Aufgabe, von der Gewindespindel12 überschüssiges Schmiermittel wieder abzunehmen, um deren gleichmäßige Schmierung sicherzustellen. - An der Außenseite des Grundkörpers
30 ist ein Schmiermittel-Reservoir34 ausgebildet. Der Grundkörper30 umfasst hierzu im Bereich seiner beiden Längsenden Ringansätze30c und30d , welche in radialer Richtung über die im Wesentlichen zylindrische Außenumfangsfläche30e des Grundkörpers30 hinausragen. Auf diese Ringansätze30c und30d ist eine Abdeckhülse36 aufgeschoben, so dass im Zusammenwirken mit Dichtungsringen38 ein geschlossener Hohlraum für das Schmiermittel-Reservoir34 entsteht. Ferner ist eine Verschlussschraube35 für eine Zugangsöffnung zum Befüllen des Schmiermittel-Reservoirs34 mit Schmiermittel, vorzugsweise Schmieröl, dargestellt. - Etwa im Bereich der Längsmitte des Grundkörpers
30 weist dieser zwei Ringrippen30f auf, die sich in radialer Richtung zwar über die Außenumfangsfläche30e des Grundkörpers30 erstrecken, jedoch nicht so weit wie die Ringansätze30c und30d . In der von diesen beiden Ringrippen30f begrenzten Ringnut30g ist ein Schmiermittel-Ansaugelement40 aufgenommen, das mit seiner Außenumfangsfläche40a an der Innenfläche der Abdeckhülse36 anliegt. An der Innenumfangsfläche40b des Schmiermittel-Ansaugelements40 ist ein in den Figuren nicht dargestellter Docht vorgesehen, der eine radiale Durchbrechung des Grundkörpers30 durchgreift und die Außenumfangsfläche des schraubenförmigen Schmierelements32 berührt. Auf diese Weise kann Schmiermittel vom Schmiermittel-Reservoir34 zum Schmierelement32 nachgeführt werden. Dieser Docht kann als Dochtansatz des Ansaugelements40 oder als ein von dem Ansaugelement40 gesondert ausgebildetes Teil gefertigt und in die Verbindungsöffnung eingesetzt sein. Ferner kann anstelle des Dochtes eine Membraneinheit in dem Durchgang angeordnet werden, welche Schmiermittel nur in einer Richtung, nämlich vom Reservoir34 zum Schmierelement32 hin passieren lässt, also als eine Art Rückschlagventil arbeitet. - Um einen Austritt von Schmiermittel aus dem Bereich der Schmiervorrichtung
28 verhindern zu können, sind im Bereich der Längsenden30i und30k des Grundkörpers30 Dichtvorrichtungen42 mit inneren Dichtlippen42a vorgesehen. Eine äußere Nase42b (3 ) stellt die Beibehaltung der gewünschten Relativdrehstellung zwischen der Dichtvorrichtung42 und der Gewindespindel12 sicher. - Gemäß
2 ist im Bereich des Längsendes30k des Grundkörpers30 in diesem Grundkörper ferner ein Sicherungsstift44 eingeschraubt, dessen radial inneres Ende zum Eingriff in eine Spindelnut12b der Gewindespindel12 bestimmt ist und so die gewünschte Relativstellung des Grundkörpers30 und somit der gesamten Schmiervorrichtung28 bezüglich der Gewindespindel12 sicherstellt. - Schließlich sind in dem Grundkörper
30 eine Mehrzahl von Durchgängen46 und48 vorgesehen, von denen die Durchgänge46 sich bezüglich der Spindelachse S in radialer Richtung erstrecken und das Schmiermittel-Reservoir34 mit der Innenumfangsfläche30a des Grundkörpers30 verbinden, und von denen sich die Durchgänge48 in axialer Richtung erstrecken. Jeder dieser Durchgänge46 ,48 ist an einem seiner Enden erweitert ausgebildet. In jeden dieser Durchgänge46 ,48 ist ein Ventilelement50 eingesetzt. Die Ventilelemente50 umfassen einen Schaft50a , einen erweiterten Kopfteil50b und einen axialen Durchgang50c , der an dem freien Ende des Schafts50a zu einem Schlitz50d verengt ist. Das Ventilelement50 ist aus Gummi oder einem gummiartigen Material gebildet. Das den Schlitz50d aufweisende Ende des Schafts50a ist ferner so ausgelegt, dass der Schlitz50d auf Grund der Eigenelastizität des Materials des Ventilelements50 im Normalfall verschlossen ist, sich jedoch bei Überschreiten einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen dem im Durchgang50c herrschenden Druck und dem in der Umgebung herrschenden Druck öffnet. - Das Ventilelement
50 ist mit seinem erweiterten Kopf50b in den erweiterten Abschnitt der Durchgänge46 ,48 eingesetzt, wobei der Schaft50a jeweils zum Schmiermittel-Reservoir34 hin weist. Die Ventilelemente50 sind in den Durchgängen46 ,48 durch Montagehülsen52 gesichert, welche nach Einführen der Ventilelemente50 in die Durchgänge46 ,48 in die erweiterten Abschnitte dieser Durchgänge in Presspassung eingefügt werden. Wie insbesondere2 zu entnehmen ist, weist der Außendurchmesser des Schafts50a einen geringfügig geringeren Wert auf als der Innendurchmesser der Durchgänge48 bzw. der Montagehülsen52 . - Wenn im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von einem ”im Wesentlichen konstanten Druck” die Rede war, so ist dies in dem Sinne zu verstehen, dass das Ventil bei einem ersten vorbestimmten, in dem Schmiermittel-Reservoir herrschenden Druck öffnet und bei einem zweiten vorbestimmten, in dem Schmiermittel-Reservoir herrschenden Druck wieder schließt, wobei die Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten vorbestimmten Druck einen möglichst geringen Wert aufweist.
Claims (12)
- Lineareinheit (
10 ) umfassend: – einen Läufer (14 ), der längs einer Bewegungsbahn hin- und herbewegbar angeordnet ist, und – wenigstens eine mit dem Läufer (14 ) bewegungsfest verbundene Schmiervorrichtung (28 ), welche wenigstens ein mit der Bewegungsbahn in Schmierkontakt stehendes Schmierelement (32 ) und wenigstens ein Schmiermittel-Reservoir (34 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (50 ) vorgesehen ist, welches das Schmiermittel-Reservoir (34 ) mit der Umgebung verbindet und den in dem Schmiermittel-Reservoir (34 ) herrschenden Druck im Wesentlichen auf einem konstanten Unterdruck-Wert hält. - Lineareinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (
50 ) den Eintritt von Luft aus der Umgebung in das Schmiermittel-Reservoir zulässt, den Austritt von Schmiermittel aus dem Schmiermittel-Reservoir hingegen verhindert. - Lineareinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (
50 ) in einem Aufnahmedurchgang (46 ,48 ) einer das Schmiermittel-Reservoir (34 ) begrenzenden Wandung angeordnet ist. - Lineareinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (
50 ) in dem Aufnahmedurchgang (46 ,48 ) mittels einer Montagebuchse (52 ) gesichert ist. - Lineareinheit mit Spindeltrieb, bei welcher eine Gewindemutter (
18 ) des Läufers (14 ) eine die Bewegungsbahn repräsentierende Gewindespindel (12 ) umgibt und auch das Schmiermittel-Reservoir (34 ) die Gewindespindel (12 ) zumindest auf einem Teil ihres Umfangs umgibt und radial außerhalb des Schmierelements (32 ) angeordnet ist, nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aufnahmedurchgang (46 ,48 ) in einer das Schmiermittel-Reservoir (34 ) nach radial innen begrenzenden Wandung vorgesehen ist. - Lineareinheit nach Anspruch 3 oder 4, sowie dem Oberbegriff des Anspruchs 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aufnahmedurchgang (
46 ,48 ) ein im Wesentlichen in Richtung der Spindelachse (S) verlaufender Durchgang ist. - Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Rückschlagventil (
50 ) ist. - Lineareinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (
50 ) eine von elastischem Material umgrenzte Durchtrittsöffnung (50d ) aufweist, die normalerweise auf Grund der Eigenelastizität des Materials verschlossen ist, sich jedoch bei Überschreiten einer vorbestimmten Druckdifferenz öffnet. - Lineareinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise als Schlitz (
50d ) ausgebildete, Durchtrittsöffnung in einem verschlossenen Ende eines im Wesentlichen rohrförmigen Abschnitts (50a ) des Rückschlagventil (50 ) vorgesehen ist. - Lineareinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der im Wesentlichen rohrfömige Abschnitt (
50a ) zumindest in einer zur Rohrachse im Wesentlichen orthogonal verlaufenden Erstreckungsrichtung verjüngt. - Lineareinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (
50 ) im Wesentlichen vollständig aus elastischem Material gebildet ist. - Lineareinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (
50 ) in dem Aufnahmedurchgang (46 ,48 ) derart angeordnet ist, dass die Durchtrittsöffnung (50d ) zum Schmiermittel-Reservoir (34 ) hin weist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Owner name: BOSCH REXROTH MECHATRONICS GMBH, 97424 SCHWEINFURT |
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Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN, DE |
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R082 | Change of representative |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20141202 |